专利名称：一种利用煤矸石为原料制备纳米级4a沸石的方法
技术领域：
本发明涉及以煤矸石为原料合成洗涤助剂纳米级4A沸石的方法。
背景技术：
我国有丰富的煤炭资源，煤矸石作为采煤的废弃物被丢弃，不但浪费了大量资源，占用大量土地，还严重地污染了环境。目前，利用煤矸石制备4A沸石是煤矸石利用的重要途径。但目前所采用的焙烧-水热晶化法得到的沸石产品质量较低，无法达到现行的行业标准，因而实用价值不高。
发明内容
本发明是以废弃的煤矸石为原料，经粉碎后高温煅烧，使其完全转化为活性白土，接着在碱液中胶化，再经过剪切高碰撞，最后晶化、洗涤、干燥，而得到高活性纳米级洗涤助剂4A沸石。其悬浮性好，比表面积大，活性高。
工艺说明及条件1、采用采煤洗煤所废弃的煤矸石，经锤式破碎机将煤矸石破碎至6mm以下。
2、6mm以下的经破碎的煤矸石碎粒再经400-离心风选机粉碎至400至1250目。如果控制在1000-1100目，效果会更好。
3、将粉碎至400目以上的粉末在900-1000℃的煅烧炉中焙烧，煅烧掉煤矸石中的碳及其他挥发份。煅烧后的灼烧矢量≤0.5％。如果将煅烧温度控制在950-970℃，效果会更好。
4、将焙烧后的活性白色煤矸石粉末，投入浓度为18％-24％的NaOH溶液胶化池，加温至30-70℃进行胶化。将温度控制在55-65℃，胶化效果会更好。胶化3-72小时后转化为胶体铝硅酸盐。根据胶体的胶化程度，经过10-45分钟的剪切高碰撞水化破碎。剪切高碰撞转速360-3000r/min。剪切高碰撞转速在2500-2800r/min效果会更好。
5、将胶化后的铝硅酸盐胶液补加去离子水稀释至Na2O含量6％-8％，然后在70-130℃进行晶化，晶化时间20-90分钟，达到100％悬浮。将晶化温度控制在90-110℃，晶化时间控制在50-70分钟效果会更好。
6、晶化后含水产品经浓浆泵打入压滤机进行母液回收，回收后用去离子水进行洗涤(去离子水的温度为15-30℃)，洗至ph值10.5以下。洗涤水经蒸发器浓缩8％-18％，混入母液，母液补加NaOH调制成18％-24％的NaOH溶液，回用。
7、洗涤后的含水产品在干燥器中进行干燥。干燥温度125-135℃。干燥后产品灼烧矢量达21％以下，即成纳米级4A沸石。
具体实施例方式
实例1以山西圣贤焦化厂煤矸石1000克，经锤式破碎机破碎至粒径6mm以下，经破碎的煤矸石碎粒再经400-离心风选机粉碎至400目以上。将粉碎至400目以上的粉末在950℃的煅烧炉中焙烧，煅烧掉煤矸石中的碳及其他挥发份。煅烧后的灼烧矢量≤0.5％。将焙烧后的活性白色煤矸石粉末，投入浓度为18％的NaOH溶液胶化池，加温至30-70℃进行胶化。胶化48小时后转化为胶体铝硅酸盐。经过20分钟的剪切高碰撞水化破碎。剪切高碰撞转速1000r/min。将胶化后的铝硅酸盐胶液补加去离子水稀释至Na2O含量8％，然后在80℃进行晶化，晶化时间60分钟，达到100％悬浮。洗涤后的含水产品在干燥器中进行干燥，干燥温度125℃。干燥后产品灼烧矢量≤21％，即成纳米级4A沸石。
实例2以山西省大同市煤矸石1000克，经锤式破碎机破碎至粒径6mm以下，经破碎的煤矸石碎粒再经400-离心风选机粉碎至800目以上。将粉碎至800目以上的粉末在950℃的煅烧炉中焙烧，煅烧掉煤矸石中的碳及其他挥发份。煅烧后的灼烧矢量≤0.5％。将焙烧后的活性白色煤矸石粉末，投入浓度为20％的NaOH溶液胶化池，加温至30-70℃进行胶化。胶化24小时后转化为胶体铝硅酸盐。经过20分钟的剪切高碰撞水化破碎。剪切高碰撞转速1000r/min。将胶化后的铝硅酸盐胶液补加去离子水稀释至Na2O含量8％，然后在80℃进行晶化，晶化时间50分钟，达到100％悬浮。洗涤后的含水产品在干燥器中进行干燥，干燥温度125℃。干燥后产品灼烧矢量≤21％，即成纳米级4A沸石。
实例3以山西省洪洞县煤矸石1000克，经锤式破碎机破碎至粒径6mm以下，经破碎的煤矸石碎粒再经400-离心风选机粉碎至1000目以上。将粉碎至1000目以上的粉末在1000℃的煅烧炉中焙烧，煅烧掉煤矸石中的碳及其他挥发份。煅烧后的灼烧矢量≤0.5％。将焙烧后的活性白色煤矸石粉末，投入浓度为22％的NaOH溶液胶化池，加温至30-70℃进行胶化。胶化24小时后转化为胶体铝硅酸盐。经过30分钟的剪切高碰撞水化破碎。剪切高碰撞转速2600r/min。将胶化后的铝硅酸盐胶液补加去离子水稀释至Na2O含量8％，然后在100℃进行晶化，晶化时间60分钟，达到100％悬浮。洗涤后的含水产品在干燥器中进行干燥，干燥温度135℃。干燥后产品灼烧矢量≤20％，即成纳米级4A沸石。
权利要求
1.一种利用煤矸石为原料制备纳米级4A沸石的方法，其特征在于，以煤矸石为原料，利用剪切高碰撞技术。
2.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石为原料制备纳米级4A沸石的方法，其特征在于，煤矸石的粉碎粒度在400-1250目之间，粉碎后进行煅烧的温度为900℃-1000℃。
3.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石为原料制备纳米级4A沸石的方法，其特征在于，在胶化过程中，胶化温度为30-70℃，混合胶化时间为3-72小时。
4.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石为原料制备纳米级4A沸石的方法，其特征在于，根据胶化程度进行水化破碎，剪切高碰撞时间为10-45分钟，剪切高碰撞速度为360-3000r/min。
5.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石为原料制备纳米级4A沸石的方法，其特征在于，在晶化过程中，晶化温度为70-130℃，晶化时间为20-90分钟。
6.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石为原料制备纳米级4A沸石的方法，其特征在于，在洗涤过程中，去离子水的温度为15-30℃。
7.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石为原料制备纳米级4A沸石的方法，其特征在于，在干燥过程中，干燥温度为125℃-135℃，灼烧矢量达到21％以下。
8.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石为原料制备纳米级4A沸石的方法，其特征在于，所制得的4A沸石粒度极小，达到纳米级。
全文摘要
本发明涉及一种制备纳米级4A沸石的方法。以废弃的煤矸石为原料，经粉碎后高温煅烧，使其完全转化为活性白土，接着在碱液中胶化，再经过剪切高碰撞水化破碎，最后晶化、洗涤、干燥，而得到高活性纳米级洗涤助剂4A沸石。与其他方法相比，其工艺流程简单，生产成本低，产品悬浮性好，比表面积大，活性高，具有更高的附加价值，应用前景更加广阔。
文档编号C11D3/08GK1669927SQ20051000486
公开日2005年9月21日 申请日期2005年2月3日 优先权日2005年2月3日
发明者孙晓东, 孙双虎, 张福玲 申请人:孙双虎, 孙晓东, 张福玲